Question

風洞實驗室中可以產生方向水平、速度大小可調節的風，用來研究處在流動氣體中物體的受力情況．將一個套有木球的細直桿放  入風洞實驗室，球受到的重力為G．球在桿上運動時，球與桿之間的滑動摩擦力跟它們之間的壓力成正比，比例系數是k．如圖甲所示，將桿沿平行風速的方向固定，調節風速的大小，使球恰能沿桿勻速運動．再將桿沿豎直方向固定，如圖乙所示，將球從桿的上端由靜止釋放，保持球下滑過程中所受風力與桿處于水平方向時受到的風力大小相同．則球下滑過程中受到的滑動摩擦力為______．

Answer 1

【答案】分析：根據球與桿之間的摩擦力與壓力成正比，比例系是k，可以列出關系式：f=kF_壓，當桿水平放置時，壓力等于球的重力G，根據關系式推出摩擦力大小，風力大小等于摩擦力，當桿豎直放置時風力大小不變，由此可知豎直放置時壓力的大小，再由關系式推出豎直放置時的摩擦力．
解答：解：當桿水平放置時的壓力等于重力，摩擦力為：f_水平=kG，
由于小球勻速滑動，所以風力大小等于摩擦力，即風力為kG，
當桿豎直放置時，風力大小不變，仍為kG，所以此時壓力為kG
根據摩擦力與壓力的關系，可知此時摩擦力為f_豎直=k×kG=k²G．
故答案為：k²G．
點評：本題解題的關鍵：①物體勻速直線運動時，二力平衡，大小相等；②會根據題意列出摩擦力與壓力的關系式．